(57)【要約】【課題】  集電体と該集電体の少なくとも一面に電極活物質層を備える非水電解液二次電池用電極板において、エネルギー密度を低下させることなく電極板の単位面積あたりの活物質量を増加させることができ、さらに出力特性の改善が可能で、導電剤を極端に増加させなくても出力特性に優れた非水電解液二次電池用電極板を提供する。【解決手段】  非水電解液二次電池用電極板は、集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備える非水電解液二次電池用電極板であって、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する。【選択図】  図１
2006286427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備える非水電解液二次電池用電極板であって、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有することを特徴とする非水電解液二次電池用電極板。
【請求項２】
前記充放電可能な積層構造において、前記導電層と前記集電体及び／又は他の導電層とをそれらの間に介在する前記電極活物質層の周辺部よりも外側で接続した導通路を設けることにより前記電気的導通を可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項３】
前記充放電可能な積層構造において、前記電極活物質層を通過する導通路を設けることにより前記電気的導通を可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項４】
前記導通路が、前記電極活物質層の厚さ方向に貫通するように設けられた導通用貫通路に、該電極活物質層を介して対向する前記導電層の少なくとも一方を構成する材料を充填して形成されたことを特徴とする請求項３に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項５】
前記導通路が、前記電極活物質層に導電剤を含有させることにより形成されたことを特徴とする請求項３に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項６】
前記導電剤が、前記電極活物質層の厚さに対して０．５〜２倍の粒径を有する粒子であることを特徴とする請求項５に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項７】
前記導電剤が、炭素、金属、金属酸化物、導電性ポリマー、又はこれらから任意に選ばれる２種以上の混合物で被覆された材料であることを特徴とする請求項５又は６に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項８】
前記導電剤が、粒子状又は繊維状又はそれらを混合した材料であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項９】
前記導通路が、前記電極活物質層の上に前記導電層を形成する時に、該電極活物質層中に粒子が存在することによって形成された空隙に、該導電層の材料が食い込んで形成されたことを特徴とする請求項３に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１０】
前記充放電可能な積層構造において、前記充放電可能な積層構造を通過する導通路を設けることにより前記電気的導通を可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１１】
前記導通路が、前記充放電可能な積層構造の厚さ方向に貫通するように設けられた導通用貫通路に、前記導電層の少なくとも１層を構成する材料を充填して形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１２】
前記導通路が、前記充放電可能な積層構造を貫通するように設置された導電性部品であることを特徴とする請求項１０に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１３】
前記導電性部品が、導電性材料、又は導電性材料で表面を被覆した材料であることを特徴とする請求項１２に記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１４】
前記充放電可能な積層構造において、導電層がイオン伝導性を持つ材料を含むことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１５】
前記充放電可能な積層構造に含まれる活物質層から任意に選ばれる２層の活物質層の空隙率Ｐ１、Ｐ２が、Ｐ１（集電体に近い活物質層）≦Ｐ２（集電体から遠い活物質層）であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１６】
前記充放電可能な積層構造に含まれる導電層と電極活物質層の空隙率について、Ｑ（任意に選ばれる導電層の空隙率）≧Ｐ（該導電層の集電体側に隣接する電極活物質層の空隙率）であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１７】
前記充放電可能な積層構造に含まれる導電層と電極活物質層の体積抵抗率について、Ｒ１（各導電層の体積抵抗率のうちの最大値）＜Ｒ２（各電極活物質層の体積抵抗率のうちの最小値）であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１８】
前記導電層の体積抵抗率が、１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項１９】
前記充放電可能な積層構造に含まれる電極活物質層から任意に選ばれる２層の活物質層の厚さＴ１及びＴ２が、Ｔ１（集電体に近い活物質層）≧Ｔ２（集電体から遠い活物質層）であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項２０】
前記充放電可能な積層構造に含まれる各電極活物質層及び各導電層の厚さが、いずれも１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項２１】
前記充放電可能な積層構造において、（各導電層の厚さの合計）＜［（該積層構造の厚さ）×０．５］であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板。
【請求項２２】
集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備え、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、少なくとも導電剤を含む導電層材料を該集電体又は該電極活物質層上に塗布及び乾燥して導電層を形成する工程を含むことを特徴とする非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【請求項２３】
集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備え、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、少なくとも導電剤を含む導電層材料を該集電体又は該電極活物質層上に蒸着、スパッタ、溶射の手段により、前記導電層を直接形成する工程を含むことを特徴とする非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【請求項２４】
前記導電層を形成する工程において、マスキングにより同時に空隙を形成することを特徴とする請求項２３に記載の非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【請求項２５】
集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備え、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、活物質を含む電極活物質層材料を該集電体又は該電極活物質層上に塗布及び乾燥して電極活物質層を形成する工程を含むことを特徴とする非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【請求項２６】
集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備え、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、活物質を含む活物質層材料を該集電体又は該導電層上に蒸着、スパッタ、溶射の手段により、前記活物質層を直接形成する工程を含むことを特徴とする非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【請求項２７】
前記電極活物質層を直接形成する工程において、マスキングにより同時に空隙を形成することを特徴とする請求項２６に記載の非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【請求項２８】
前記集電体に前記充放電可能な積層構造が形成された後、該積層構造が形成された該集電体を圧延する工程を含むことを特徴とする請求項２２乃至２７のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
【請求項２９】
少なくとも正極板、負極板、及び電解質を含む非水電解液二次電池であって、該正極板及び該負極板の少なくとも一方が、請求項１乃至２１のいずれかに記載の非水電解液二次電池用電極板であることを特徴とする非水電解液二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池用電極板、その製造方法、およびそれを用いた非水電解液二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、高エネルギー密度、高電圧を有し、また充放電時におけるメモリー効果（完全に放電させる前に電池の充電を行なうと次第に電池容量が減少していく現象）が無いことから、携帯機器、大型機器など様々な分野で用いられている。
一般的な非水電解液二次電池の構成を単純化すると、正極板、負極板、セパレータ及び電解液からなり、該正極板及び負極板としては、金属箔等の集電体の上に、電極活物質層として塗工膜を形成したものが用いられている。
電極活物質層は通常、活物質、結着剤、必要に応じて導電剤、及びその他の材料を溶媒中で混練及び分散してスラリー状の電極活物質層用塗工組成物に調製し、該電極活物質用塗工組成物を集電体上に塗布及び乾燥して形成される。
【０００３】
近年では特に電気自動車、ハイブリッド自動車、パワーツール等のような高出力特性が必要とされる分野に向けて非水電解液二次電池の開発が進んでいるが、高出力を実現するためには電池のインピーダンスを下げる必要がある。インピーダンスが高い電池では、高出力充放電時にその容量を十分に生かすことができず、また、ジュール熱による発熱などの問題も生じる。
電池のインピーダンスを下げるには、電極板のインピーダンスを下げることが効果的である。電極板のインピーダンスを下げる手段の１つとしては、電極板に形成される電極活物質層を薄膜化し、電極面積を大きくする方法がある。例えば、リチウムイオン二次電池においては、非水電解液の抵抗が水系電解液の抵抗に比べて高いため、その開発当初から、鉛蓄電池等の他の電池に比べて、膜厚が薄く面積の大きい電極活物質層を有する電極板を使用することにより、電極板のインピーダンスを低く抑え、さらに、正負極板間の配置距離を短くして、電池のインピーダンスを低く抑えている。
【０００４】
このように電極活物質層を薄膜化する理由は、電極板において電極活物質層は、集電体を通して授受される電子と電解液を通して授受されるカチオンの存在下、活物質の化学反応によって充放電が起きる場所であるため、電極活物質層自体の体積抵抗率が同じである場合、電極活物質層を薄膜化し、電極面積を大きくした方が、電極活物質層を薄膜化しない場合よりも、電極活物質層の導電性を上げる（集電体と活物質の間の電子移動抵抗を下げる）又は電解液から供給されるカチオンの伝導性を上げる（活物質層中のカチオンの移動抵抗を下げる）ことができ、その結果、電極板としてのインピーダンスを下げることができるからである。
また、電極板のインピーダンスを下げる別の手段としては、電極活物質層自体の体積抵抗率を下げる方法がある。これは、電極活物質層材料に導電剤を添加する方法等により実現することができる。通常、この場合の導電剤としては、カーボン等が用いられることが多い。
【０００５】
しかしながら、電極活物質層の薄膜化を進めていくと、相対的に集電体、セパレータ及び電解液の電池の体積及び重量に占める割合が増加するため、体積エネルギー密度（単位体積あたりの電池容量）及び重量エネルギー密度（単位重量あたりの電池容量）が低下するという問題が生じる。
また、電極活物質層の薄膜化により電極面積を大きくすることは、必要とする集電体及びセパレータの量を増加させることになり、材料コストの増加につながる。
さらに、前記電極活物質層自体の体積抵抗率を下げる方法においては、電極活物質層材料への導電剤の添加量を増やすと、電極活物質層材料の塗工適性の低下及び粒子の分散不良、さらに電極活物質層の塗膜強度の低下などの問題が発生しやすく、単純に導電剤の添加量を増加することは難しかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、電極板のインピーダンスを下げるために、電極板に形成する電極活物質層を薄膜化する方法や、導電剤の添加量の増加により電極活物質層自体の体積抵抗率を下げる方法には限界がある。
【０００７】
本発明は、上記の実状に鑑みて成し遂げられたものであり、その第１の目的は、集電体と該集電体の少なくとも一面に電極活物質層を備える非水電解液二次電池用電極板において、エネルギー密度を低下させることなく電極板の単位面積あたりの活物質量を増加させることができ、さらに出力特性の改善が可能で、導電剤を極端に増加させなくても出力特性に優れた非水電解液二次電池用電極板を提供することにある。
本発明の第２の目的は、集電体と該集電体の少なくとも一面に電極活物質層を備える非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、エネルギー密度を低下させることなく電極板の単位面積あたりの活物質量を増加させることができ、さらに出力特性の改善が可能で、導電剤を極端に増加させなくても出力特性に優れた非水電解液二次電池用電極板の製造方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、上述したような非水電解液二次電池用電極板を含有する出力特性に優れた非水電解液二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る非水電解液二次電池用電極板は、集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備える非水電解液二次電池用電極板であって、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有することを特徴とする。
【０００９】
上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造は、前記導電層と前記集電体及び／又は他の導電層とをそれらの間に介在する前記電極活物質層の周辺部よりも外側で接続した導通路を設けることにより前記電気的導通を可能にしたことが好ましい。
【００１０】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造において、前記電極活物質層を通過する導通路を設けることにより前記電気的導通を可能にしたことが好ましい。
【００１１】
前記導通路は、前記電極活物質層の厚さ方向に貫通するように設けられた導通用貫通路に、該電極活物質層を介して対向する前記導電層の少なくとも一方を構成する材料を充填して形成されたことが好ましい。
【００１２】
また、前記導通路は、前記電極活物質層に導電剤を含有させることにより形成されたことが好ましい。
【００１３】
前記導電剤は、前記電極活物質層の厚さに対して０．５〜２倍の粒径を有する粒子であってもよい。
【００１４】
前記導電剤は、炭素、金属、金属酸化物、導電性ポリマー、又はこれらから任意に選ばれる２種以上の混合物で被覆された材料であってもよい。
【００１５】
また、前記導電剤は、粒子状又は繊維状又はそれらを混合した材料であってもよい。
【００１６】
また、前記導通路は、前記電極活物質層の上に前記導電層を形成する時に、該電極活物質層中に粒子が存在することによって形成された空隙に、該導電層の材料が食い込んで形成されたことが好ましい。
【００１７】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造において、前記充放電可能な積層構造を通過する導通路を設けることにより前記電気的導通を可能としたことが好ましい。
【００１８】
前記導通路は、前記充放電可能な積層構造の厚さ方向に貫通するように設けられた導通用貫通路に、前記導電層の少なくとも１層を構成する材料を充填して形成されたことが好ましい。
【００１９】
前記導通路は、前記充放電可能な積層構造を貫通するように設置された導電性部品であってもよい。
【００２０】
前記導電性部品は、導電性材料、又は導電性材料で表面を被覆した材料であってもよい。
【００２１】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造において、導電層がイオン伝導性を持つ材料を含むことが好ましい。
【００２２】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造に含まれる活物質層から任意に選ばれる２層の活物質層の空隙率Ｐ１、Ｐ２が、Ｐ１（集電体に近い活物質層）≦Ｐ２（集電体から遠い活物質層）であることが好ましい。
【００２３】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造に含まれる導電層と電極活物質層の空隙率について、Ｑ（任意に選ばれる導電層の空隙率）≧Ｐ（該導電層の集電体側に隣接する電極活物質層の空隙率）であることが好ましい。
【００２４】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造に含まれる導電層と電極活物質層の体積抵抗率について、Ｒ１（各導電層の体積抵抗率のうちの最大値）＜Ｒ２（各電極活物質層の体積抵抗率のうちの最小値）であることが好ましい。
【００２５】
前記導電層の体積抵抗率は、１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造に含まれる活物質層から任意に選ばれる２層の活物質層の厚さＴ１及びＴ２が、Ｔ１（集電体に近い活物質層）≧Ｔ２（集電体から遠い活物質層）であることが好ましい。
【００２７】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造に含まれる各活物質層及び各導電層の厚さが、いずれも１００μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
また、上記非水電解液二次電池用電極板においては、前記充放電可能な積層構造において、（各導電層の厚さの合計）＜［（該積層構造の厚さ）×０．５］であることが好ましい。
【００２９】
本発明における非水電解液二次電池用電極板の製造方法は、集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備え、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、少なくとも導電剤を含む導電層材料を該集電体又は該電極活物質層上に塗布及び乾燥して導電層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３０】
また、非水電解液二次電池用電極板の製造方法は、集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備え、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、少なくとも導電剤を含む導電層材料を該集電体又は該電極活物質層上に蒸着、スパッタ、溶射の手段により、前記導電層を直接形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３１】
上記非水電解液二次電池用電極板の製造方法においては、前記導電層を形成する工程において、マスキングにより同時に空隙を形成することを特徴とすることが好ましい。
【００３２】
本発明における非水電解液二次電池用電極板の製造方法は、集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備え、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、活物質を含む活物質層材料を該集電体又は該電極活物質層上に塗布及び乾燥して活物質層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明における非水電解液二次電池用電極板の製造方法は、集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備え、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法において、活物質を含む活物質層材料を該集電体又は該導電層上に蒸着、スパッタ、溶射の手段により、前記活物質層を直接形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３４】
上記非水電解液二次電池用電極板の製造方法においては、前記電極活物質層を直接形成する工程において、マスキングにより同時に空隙を形成することが好ましい。
【００３５】
また、上記非水電解液二次電池用電極板の製造方法においては、前記集電体に前記充放電可能な積層構造が形成された後、該積層構造が形成された該集電体を圧延する工程を含むことが好ましい。
【００３６】
本発明における非水電解液二次電池は、少なくとも正極板、負極板、及び電解質を含む非水電解液二次電池であって、該正極板及び該負極板の少なくとも一方が、上記非水電解液二次電池用電極板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備える非水電解液二次電池用電極板であって、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有するため、出力特性を低下させることなく電極単位面積あたりの活物質量を増やすことができ、電極板の重量エネルギー密度及び体積エネルギー密度も向上できる。従って、集電体及びセパレータの量を低減することができるため、材料コストの削減が可能である。
また、本発明によれば、電極板の単位面積あたりの活物質量が同じであっても、電極活物質層と導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を電極板に有するため、各層を薄膜化して積層数を増やすことにより、出力特性を向上させることができる。従って、重量エネルギー密度及び体積エネルギー密度を大きく低下させることなく、出力特性の改善が可能である。
さらに、本発明によれば、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する導電層を設けるため、活物質層内の導電剤量を極端に増やすことなく、出力特性を向上させることができる。従って、電極活物質層材料の塗工適性の低下及び粒子の分散不良、電極活物質層の塗膜強度の低下などの問題を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明に係る非水電解液二次電池用電極板は、集電体の少なくとも一面に、２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を備える非水電解液二次電池用電極板であって、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、該集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有することを特徴とするものである。
【００３９】
本発明に用いる正極板は、少なくとも正極活物質を含有する正極用活物質層材料による２層以上の電極活物質層と少なくとも導電剤を含有する導電層材料による１層以上の導電層を交互に積層させて、充放電可能な積層構造を集電体上に形成することによって作製される。
一方、負極板は、少なくとも負極活物質を含有する負極用活物質層材料による２層以上の電極活物質層と少なくとも導電剤を含有する導電層材料による１層以上の導電層を交互に積層させて、充放電可能な積層構造を集電体上に形成することによって作製される。
【００４０】
まず、電極活物質層材料について説明する。正極活物質としては、従来から非水電解液二次電池の正極活物質として用いられている材料を用いることができ、例えば、ＬｉＭｎ2Ｏ4（マンガン酸リチウム）、ＬｉＣｏＯ2（コバルト酸リチウム）若しくはＬｉＮｉＯ2（ニッケル酸リチウム）等のリチウム酸化物、または、ＴｉＳ2、ＭｎＯ2、ＭｏＯ3もしくはＶ2Ｏ5等のカルコゲン化合物を例示することができる。特に、ＬｉＣｏＯ２を正極用活物質として用い、炭素質材料を負極用活物質として用いることにより、４ボルト程度の高い放電電圧を有するリチウム系２次電池が得られる。
正極活物質は、塗工層中に均一に分散させるために、平均粒径が０．１〜１００μｍの粉体であることが好ましい。これらの正極用活物質は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。尚、電解液に含まれるイオンと活物質によって電池反応は起きるため、電解液が活物質を含む電極活物質層に染み込めるような空隙（活物質および後述する結着剤及び導電剤等が存在しない空間）が、電極活物質層を形成した時にできるように、活物質の粒径、形状等を選択する。
【００４１】
一方、負極活物質としては、従来から非水電解液二次電池の負極活物質として用いられている材料を用いることができ、例えば、天然グラファイト、人造グラファイト、アモルファス炭素、カーボンブラック、または、これらの成分に異種元素を添加したもののような炭素質材料が好んで用いられる。また、金属リチウム及びその合金、スズ、シリコン、及びそれらの合金等、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料が一般的に使用可能である。
負極活物質の粒子形状は特に限定されないが、例えば、鱗片状、塊状、繊維状、球状のものが使用可能である。負極活物質は、塗工層中に均一に分散させるために、平均粒径が０．１〜１００μｍの粉体であることが好ましい。これらの負極用活物質は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。尚、電解液に含まれるイオンと活物質によって電池反応は起きるため、電解液が活物質を含む電極活物質層に染み込めるような空隙（活物質および後述する結着剤及び導電剤等が存在しない空間）が、電極活物質層を形成した時にできるように、活物質の粒径、形状等を選択する。
【００４２】
活物質層材料中の正極又は負極活物質の配合割合は、溶剤を除く配合成分を基準（固形分基準）とした時に通常は７０〜９８．５重量％とする。
【００４３】
必要に応じて、結着材を用いることができる。結着材としては従来から用いられているもの、例えば、熱可塑性樹脂、より具体的にはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニル樹脂、フッ素系樹脂またはポリイミド樹脂等を使用することができる。この際、反応性官能基を導入したアクリレートモノマーまたはオリゴマーを結着材中に混入させることも可能である。そのほかにも、ゴム系の樹脂や、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、アクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー或いはそれらの混合物からなる電離放射線硬化性樹脂、上記各種の樹脂の混合物を使用することもできる。
塗工組成物中の結着材の配合割合は、固形分基準で通常は０．５〜１０重量％、好ましくは３〜７重量％とする。
また、必要に応じて導電剤を添加してもよい。導電剤としては、例えば、グラファイト、カーボンブラックまたはアセチレンブラック等の炭素繊維等の炭素質材料が必要に応じて用いられる。電極活物質層材料中の導電剤の配合割合は、通常、固形分基準で１．５〜１５．０重量％とするが、これに限定されない。
尚、電極活物質層の各層において、活物質、結着剤、導電剤の種類及び／又は形状及び／又は配合比は同じでなくてもよい。
【００４４】
また、必要に応じて、導電剤、導電助剤、増粘剤、および分散剤を用いてもよい。これらは従来から用いられているものを好適に用いることができる。
また、電解液が電極活物質層に染み込むための空隙を効果的に確保するためのフィラーを添加してもよい。該フィラーは電池を作製した時に電気化学的に安定であれば特に制限はなく、またフィラーの材質は無機、有機材料から選択できるが、塗膜のインピーダンスを下げるという意味では、導電性を有する材料であることが望ましい。導電性を有するフィラーとしては、例えば、金属微粒子、金属酸化物粒子、炭素粒子、炭素繊維などが挙げられる。該フィラーの形状は、粒子状、繊維状などから任意に選択することができる。効果的に空隙を確保するために、複数の形状のフィラーを混合してもよい。
【００４５】
正極又は負極用活物質層材料を調製する溶剤としては、トルエン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン或いはこれらの混合物、又はイオン交換水のような結着剤を溶解及び分散可能な溶剤を用いることができる。電極活物質層材料中の溶剤の割合は、通常は３０〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％とし、塗工液をスラリー状に調製する。
正極又は負極活物質層材料は、適宜選択した正極又は負極活物質、及び結着剤など他の配合成分を適切な溶剤中にいれ、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、ロールミルまたはプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散して、スラリー状に調製できる。
【００４６】
次に、正極板又は負極板に用いる導電層材料について説明する。導電剤としては、電池として使用される電位範囲内で電気化学的に不活性であれば特に制限はなく、例えば、炭素材料、金属、金属酸化物、導電性ポリマーなどを使用することができる。これらの導電剤は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、絶縁材料の表面を導電性材料で被覆したものを使用することもできる。
導電剤の粒子形状、大きさ等は特に限定されないが、電解液に含まれるイオンと電極活物質層に含まれる活物質によって電池反応が起きるため、電解液が電極活物質層に染み込めるような空隙（導電剤等が存在しない空間）が、導電層中に確保できる範囲内で、例えば、粒子状、繊維状、ポーラスシート状などのものが使用可能である。導電剤が粒子状の場合、平均粒径は通常０．０１〜２０μｍであるが、これに限定されない。これらの導電剤は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
尚、導電層に用いる導電剤の種類及び／又は形状及び／又は配合比と電極活物質層に用いる導電剤の種類及び／又は形状及び／又は配合比は同じでなくてもよい。
導電層材料中の導電剤の配合割合は、溶剤を除く配合成分を基準（固形分基準）とした時に通常は５０〜９９．５重量％とするが、これに限定されない。
【００４７】
導電層材料には、電極活物質層材料と同様に、必要に応じて、結着材、導電助剤、増粘剤、分散剤、空隙を効果的に確保するためのフィラー等を用いることができる。これらは、電極活物質層材料に用いる材料と同様のものでなくてもよい。
導電層材料を調製する溶剤としては、トルエン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン或いはこれらの混合物、又はイオン交換水のような結着剤を溶解及び分散可能な溶剤を用いることができる。塗工組成物中の溶剤の割合は、通常は３０〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％とし、塗工液をスラリー状に調製する。
導電層材料は、適宜選択した導電剤、結着材、及び他の配合成分を適切な溶剤中にいれ、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、ロールミルまたはプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散して、スラリー状に調製できる。
【００４８】
このようにして調製された正極又は負極活物質層材料および導電層材料を用いて、基体である集電体の上に２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を含み、該電極活物質層と該導電層が交互に積層されてなる充放電可能な積層構造を形成する。
正極板の集電体としては通常、アルミニウム箔が好ましく用いられる。一方、負極板の集電体としては、電解銅箔や圧延銅箔等の銅箔が好ましく用いられる。集電体の厚さは通常、５〜５０μｍ程度とする。
【００４９】
２層以上の電極活物質層と１層以上の導電層を、該電極活物質層と該導電層が交互になるように積層する効果としては、例えば、集電体上に、第１の電極活物質層、導電層、および第２の電極活物質層が形成された三層の積層構造の場合、該積層構造の厚さと同程度の厚さを有する従来の単層の電極活物質層に比べ、第１の電極活物質層及び第２の電極活物質層の厚さはより薄いため、該積層構造と該単層の電極活物質層が同じ体積抵抗率であるならば、第１の電極活物質層及び第２の電極活物質層のそれぞれの抵抗率は、該単層の電極活物質層よりも低くなる。
この時、少なくとも隣接する電極活物質層よりも体積抵抗率が小さい層である導電層と電極活物質層を交互に積層し、さらに該積層構造において、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であると共に、集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有するのであれば、該積層構造全体の抵抗率が減少する。
ここで、「充放電可能な積層構造」とは、該積層構造にて電池反応が行われることを意味する。
電池反応は、集電体を通して授受される電子と電解液を通して授受されるカチオンの存在下、活物質の化学反応によって起きるため、前記充放電可能な積層構造において、最も電解液に接する電極面積が大きい該積層構造における最上層（集電体から最も遠い層）が、活物質を含まない導電層であると、電池反応の効率は悪くなってしまう。従って、少なくとも２層以上の電極活物質層を含み、且つ集電体から最も遠い層が導電層でないことが好ましい。また、通常、集電体の上に電極活物質層が形成される充放電可能な積層構造が用いられる。
【００５０】
上述した電気的導通を確保する手段としては、例えば、以下のような態様が例示できるが、これに限定されない。尚、「電気的導通」とは、電極活物質層よりも体積抵抗率が小さく、電子の流れがあることを意味する。
（第１の態様）
第１の形態は、前記充放電可能な積層構造において、前記導電層と前記集電体及び／又は他の導電層とをそれらの間に介在する前記電極活物質層の周辺部よりも面方向の外側で接続した導通路を設けることにより前記電気的導通を可能にした態様である。図１は、一例として３層の充放電可能な積層構造１を模式的に示した断面図であり、導電層４と集電体２とをそれらの間に介在する電極活物質層３ａの周辺部よりも面方向の外側で接続した導通路５を設けることにより電気的導通を可能にした態様を表している。
具体的には、図２に示すように、集電体２上に形成された第１の電極活物質層３ａの上に第１の導電層４ａが該第１の電極活物質層３ａの表面を覆い、且つ該第１の電極活物質層３ａの面積よりも大きい面積となるように第１の導電層４ａを形成することにより、該第１の電極活物質層３ａの上部に位置する導電層４ａと下部に位置する集電体２との電気的導通を確保する。または、さらに図２に示すように、第１の導電層４ａの上に第２の電極活物質層３ｂを形成し、第２の導電層４ｂが該第２電極活物質層３ｂの表面を覆い、且つ該第２の電極活物質層３ｂの面積よりも大きい面積となるように第２の導電層４ｂを形成することにより、該第２電極活物質層３ｂの上部に位置する第２導電層４ｂと下部に位置する第１の導電層４ａとの電気的導通を確保する。この態様は、特に、充放電可能な積層構造の周辺部に集電体の露出部を有する電極板を用いて、該露出部にリード線を取り付け、電気を取り出す場合に有効である。このように電極活物質層の上に導電層を形成する方法としては、例えば、電極活物質層を集電体の長手方向にパターン形成し、該電極活物質層の表面を覆うように幅などを変えて導電層を形成することが挙げられ、該パターン形成の方法としては、特に限定されないが、間欠塗布方式、マスキング、塗膜形成後に電極活物質層の一部を剥離する方法などが挙げられる。
また、充放電可能な積層構造の周辺部を導電性材料で被覆して導通路を形成し、電極活物質層の上部に位置する導電層と下部に位置する集電体及び／又は導電層との電気的導通を確保することもできる。図３は、一例として３層の充放電可能な積層構造１を模式的に示した断面図であり、充放電可能な積層構造１の周辺部を導電性材料で被覆して導通路５を形成し、第１の電極活物質層３ａの上部に位置する導電層４と下部に位置する集電体２との電気的導通を確保した態様を表している。
ここで、導通路とは、電極活物質層よりも体積低効率が小さく、電子が流れる通路を意味し、長さ、幅、形状等は特に限定されない。
【００５１】
（第２の態様）
第２の態様は、前記充放電可能な積層構造において、電極活物質層を通過する導通路を設けることにより前記電気的導通を可能にした態様である。
具体的には、前記導通路が、前記電極活物質層の厚さ方向に貫通するように設けられた導通用貫通路に、該電極活物質層を介して対向する導電層の少なくとも一方を構成する材料を充填して形成された態様がある。図４Ａは、一例として３層の充放電可能な積層構造１を模式的に示した断面図であり、集電体２の上に形成された第１の電極活物質層３ａの厚さ方向に貫通するように導通路５が設けられた態様を表している。
導通用貫通路とは、各層中に材料の粒子が存在することによって形成された空隙とは別に、特に導通を確保することを目的として、電極活物質層及び／又は導電層の形成時又は形成後に形成された通路を意味する。また、導通用貫通路には、後述する第３の態様のような充放電可能な積層構造の形成後に形成されたものも含まれる。該導通用貫通路の長さ、幅、形状等は特に限定されず、空隙であってもよい。該空隙の大きさは、微細孔から貫通孔まで幅広い範囲のものを含む。導通用貫通路を形成する方法としては、発泡剤等の添加材料等により空隙を調節したり、層の形成後に針等を用いて機械的若しくは物理的に、又は化学的に穿孔してもよい。
【００５２】
また、前記導通路が、電極活物質層に該電極活物質層の厚さに対して比較的サイズの大きい導電剤を含有させることにより形成された態様であってもよい。具体的には、図４Ｂに示すように、該導電剤は電極活物質層３a内に不均一に存在させ、電極活物質層の厚さに対して０．５〜２倍の平均粒径を有する粒子であることが好ましい。導電剤の粒径が電極活物質層の厚さの０．５倍よりも小さいと、電極活物質層を介して上下に位置する導電層と導電層又は集電体と導電層の間の導通を取るために多量の導電剤が必要となってしまい、導電剤の粒径が電極活物質層の厚さの２倍を越えると電極活物質層の形成時にスジ状に塗工量が極端に少なくなるなどの不具合が発生しやすくなる。尚、電極活物質層が、導通路を形成する導電剤以外の導電剤（即ち、活物質粒子同士の導通を取るための導電剤）を含む場合、該導通路を形成する導電剤の割合は、導電剤の全量の約０．１〜５０％とすることが好ましい。
前記導電剤としては、炭素、金属、金属酸化物、導電性ポリマー、又はこれらから任意に選ばれる２種以上の混合物で被覆された材料が好適に用いられる。
また、図４Ｃに示すように、前記導電剤が、粒子状又は繊維状又はそれらを混合した材料であってもよい。
【００５３】
さらに、前記導通路が、電極活物質層の上に導電層を形成する時に、該電極活物質層中に粒子が存在することによって形成された空隙に、該導電層の導電層材料が食い込んで形成された態様も例示できる。ここで「導電層材料が食い込む」とは、電極活物質層の表面は粒子による凹凸が存在するため、該電極活物質層の上に導電層を形成した時に、導電層材料が該活物質層に一部侵入し、例えば、物理的に染み込む、突き刺さるなどにより、電極活物質層と導電層の境界が不明瞭になることを意味する。
【００５４】
（第３の態様）
第３の態様は、図５に示すような、前記充放電可能な積層構造１において、該充放電可能な積層構造１を通過する導通路５を設けることにより前記電気的導通を可能にした態様である。
具体的には、前記導通路が、前記充放電可能な積層構造の厚さ方向に貫通するように設けられた導通用貫通路に、前記導電層の少なくとも１層を構成する材料を充填して形成された態様が挙げられる。ここで、「充放電可能な積層構造の厚さ方向に貫通するように設けられた導通用貫通路」とは、充放電可能な積層構造の最上層（集電体から最も遠い層）から集電体まで通じている導通路を意味する。また、該導通用貫通路は上述したような方法で形成することができ、その長さ、幅、形状等も上述したように特に限定されない。
【００５５】
また、前記導通路が、前記充放電可能な積層構造を貫通するように設置された導電性部品であってもよい。該導電性部品としては、例えば、充放電可能な積層構造を有する電極板を電池として用いる電位範囲において安定で、電解液などにより腐食されない導電性材料、又は導電性材料で表面を被覆した材料等が用いられる。具体的には、集電体と同様又は類似の金属又はその合金、ステンレス、樹脂若しくは無機物等の表面に金属メッキした材料、又は炭素材料等が例示される。該導電性部品の大きさ及び形状は、特に限定されないが、該導電性部品がセパレータを突き破ったり、充放電可能な積層構造から突出しない形状が好ましく、例えば、ハトメ、カシメ、ステープラー等が挙げられる。尚、上記充放電可能な積層構造を有する負極板の場合は、正極と負極のバランスの崩れによるリチウム金属の析出を抑えるため、導電性材料又は導電性部品にセパレータを挟んで対向する位置に、正極板の正極活物質層がないように該負極板を配置する。
【００５６】
このように、本発明は、いずれの導電層において集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を確保すればよいため、導電剤の添加量を増加して電極活物質層内で均一に分散させることにより、電極活物質層自体の体積抵抗率を下げる必要はない。尚、上記電気的導通を確保する手段は、１つの充放電可能な積層構造の中で、複数の手段が用いられてもよい。
【００５７】
上述したような、いずれの導電層においても集電体との間に直接又は他の導電層を介して間接的に電気的導通を有する充放電可能な積層構造は、いずれの導電層もイオン透過可能な空隙を有する多孔質であることにより、該積層構造全体においてイオンの移動を妨げない。すなわち、導電層にイオン透過可能な空隙があることによって、物理的に電解液が電極活物質層に染み込むことが可能となり、前記積層構造中の電極活物質層が電池反応に寄与することができる。従って、単一の電極活物質層を有する電極板と同程度の電池容量を維持することができ、重量エネルギー密度や体積エネルギー密度をほぼ同等に保ちながら出力特性を改善することができる。
また、前記充放電可能な積層構造において、導電層材料の一部（特に結着剤）が、イオン伝導性を持つ材料に置き換わることにより、イオン伝導性の向上が期待できる。イオン伝導性を持つ材料としては、例えば、ポリオキシエチレン等の固体電解質、ゲル電解質等が例示される。
【００５８】
尚、充放電可能な積層構造に含まれる導電層と電極活物質層の空隙率は、Ｑ（任意に選ばれる導電層の空隙率）≧Ｐ（該導電層の集電体側に隣接する電極活物質層の空隙率）であることが、電解液に含まれるイオンの移動を妨げない点から好ましい。また、同様に、前記充放電可能な積層構造に含まれる活物質層から任意に選ばれる２層の活物質層の空隙率Ｐ１、Ｐ２が、Ｐ１（集電体に近い活物質層）≦Ｐ２（集電体から遠い活物質層）であることが、電解液に含まれるイオンの移動を妨げない点から好ましい。
尚、ここで空隙率とは、（空隙率）＝（電極活物質層又は導電層中の空間が占める体積）／（該電極活物質層又は導電層の見掛けの体積）から算出され、水銀ポロシメーター等を用いて測定する。
【００５９】
上述したような導電層は、前記充放電可能な積層構造に含まれる導電層と電極活物質層の体積抵抗率について、Ｒ１（各導電層の体積抵抗率のうちの最大値）＜Ｒ２（各電極活物質層の体積抵抗率のうちの最小値）となることが好ましく、特に、前記導電層の体積抵抗率が、１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
前記充放電可能な積層構造を形成する時、各活物質層の厚さは薄い方が、抵抗が小さいため、１００μｍ以下であることが好ましい。これは、例えば、集電体上に、第１の電極活物質層、導電層、および第２の電極活物質層が形成された三層の積層構造を考えた場合、該積層構造の厚さと同程度の厚さを有する集電体上に形成された単層の電極活物質層に比べ、第１の電極活物質層および第２の電極活物質層の厚さはより薄いため、該積層構造と該電極活物質層が同じ体積抵抗率であるならば、第１の電極活物質層および第２の電極活物質層のそれぞれの抵抗は減少するからである。
また、各導電層の厚さは厚すぎると、充放電可能な積層構造全体の体積エネルギー密度及び重量エネルギー密度が低下するため、１００μｍ以下であることが好ましい。また、前記充放電可能な積層構造において、（各導電層の厚さの合計）＜［（該積層構造の厚さ）×０．５］であることが好ましい。一般に、導電層が薄いと面方向の抵抗が増加する代わりにエネルギー密度が向上し、導電層が厚いとその逆の現象が起こるため、設計上適切な範囲で任意に選択することができるが、一般的な単層の電極活物質層の厚さが約１０〜４００μｍであることから、導電層の厚さは約０．１１〜１００μｍであることが実用上望ましい。
さらに、前記充放電可能な積層構造に含まれる活物質層から任意に選ばれる２層の活物質層の厚さＴ１及びＴ２が、Ｔ１（集電体に近い活物質層）≧Ｔ２（集電体から遠い活物質層）であることが、導電層と集電体の間に設けられた電気的導通によって該積層構造の抵抗を効果的に低減することができる点から好ましい。
【００６１】
説明に用いた図には、３層の積層構造が表されているが、必要に応じて更に積み重ねることも可能である。電極板の出力特性を下げることなく単位面積あたりの容量を上げる場合は、更に５層、７層・・・と積み重ねることができる。また、単位面積あたりの容量はそのままで出力特性を上げる場合には、全電極活物質層の厚さの合計を固定して積層数を増やし、各活物質層の厚さを薄くしてもよい。
尚、充放電可能な積層構造は、集電体の片面又は両面に形成することができる。
【００６２】
上述したような充放電可能な積層構造は、例えば、電極活物質層材料又は導電層材料を用いたコーティング、蒸着、ＣＶＤ、スパッタリング、導電性シートの貼り合わせ等によって電極活物質層及び導電層を形成することにより作製することができる。
【００６３】
導電層及び／又は電極活物質層をコーティングにより形成する場合、導電層材料又は電極活物質層材料の塗布方法は、特に限定されないが、例えば、ダイコート、コンマコート等が適している。導電層材料又は電極活物質層材料の粘度が低い場合には、グラビアコート、スプレーコート、ディップコート等によって塗布することもできる。塗布形状は、必要に応じて間欠塗工などパターンを形成してもよい。尚、導電層及び電極活物質層は、複数回塗工、乾燥を繰り返すことにより形成してもよく、２層以上を塗工した後、該２層以上を一度に乾燥させてもよい。また、各塗工工程の間に、プレス工程や空隙付与工程等、他の工程を実施することもできる。
【００６４】
塗工された電極活物質層材料及び導電層材料は、溶剤を除去するために、通常乾燥される。溶剤の除去方法は特に限定されないが、電極活物質層材料及び導電層材料の耐熱性、溶媒除去効率、乾燥後の活物質層中での導電剤の分布状態などを考慮して、温風乾燥、遠赤外線乾燥、接触乾燥、減圧乾燥、フリーズドライ乾燥などの一般的な手法の中から適宜選択又は組み合わせることができる。
また、乾燥後、必要に応じて熱処理や電子線処理などを加え、材料の変質による導電性向上、強度向上、耐電解液性の向上などを行なってもよい。この操作により、熱処理によって導電性を発現するタイプの材料を使用することが出来る。
【００６５】
また、導電層及び／又は電極活物質層を蒸着、スパッタ、溶射等により形成する場合、塗布及び乾燥工程を経ずに、電極活物質層の上に導電層材料を用いて、直接導電層を形成したり、集電体又は導電層の上に電極活物質層材料を用いて、直接電極活物質層を形成する。必要に応じて、蒸着、スパッタ、溶射等を行う時にマスキングなどを用いて、同時に空隙を確保してもよく、また層形成後に任意の方法で空隙を付与してもよい。形成後に空隙を付与する場合は、機械的な穿孔等の方法、物理的又は化学的方法を用いることができる。
さらに、導電層をフリースタンディングな導電性シートを用いて形成することもできる。フリースタンディングな導電性シートとは、例えば、導電性炭素繊維で編んだ織物、薄い金属製のメッシュ状のシート等が例示され、ある程度の強度があり、機械でラミネートすることが可能なシート材料を意味する。この場合、フリースタンディングな導電性シートと電極活物質層との界面が絶縁状態とならない限り、電極活物質層の上に形成する方法は特に制限されず、例えば、導電性接着剤による接着、結着剤溶液による接着、電極活物質層の結着剤を再溶解可能な溶媒による接着、熱圧着等の方法が挙げられる。電極活物質層溶液を塗布後、完全に乾燥する前に該導電性シートを重ね合わせて乾燥することによって導電層を形成してもよい。
【００６６】
尚、選択した材料にもよるが、充放電可能な積層構造の塗工量又は形成量は通常、１０〜３００ｇ／ｍ2（片面）、好ましくは２０〜２００ｇ／ｍ2（片面）である。
【００６７】
このように形成された充放電可能な積層構造を備える集電体は、更に、該充放電可能な積層構造をプレス加工により圧延することにより、電極活物質層の密度、集電体に対する密着性、均質性を向上させることができる。
プレス加工は、例えば、金属ロール、弾性ロール、加熱ロールまたはシートプレス機等を用いて行う。本発明においてプレス温度は、活物質層の塗工膜を乾燥させる温度よりも低い温度とする限り、室温で行ってもよいし又は加温して行ってもよいが、通常は室温（室温の目安としては１５〜３５℃である。）で行う。
【００６８】
ロールプレスは、ロングシート状の電極板を連続的にプレス加工できる。ロールプレスを行う場合には定位プレス、定圧プレスのいずれを行ってもよい。プレスのライン速度は通常、５〜５０ｍ／ｍｉｎ．とする。ロールプレスの圧力を線圧で管理する場合、加圧ロールの直径に応じて調節するが、通常は線圧を０．５ｋｇｆ／ｃｍ〜１ｔｆ／ｃｍとする。
【００６９】
また、シートプレスを行う場合には通常、４９０３〜７３５５０Ｎ／ｃｍ２（５００〜７５００ｋｇｆ／ｃｍ２）、好ましくは２９４２０〜４９０３３Ｎ／ｃｍ２（３０００〜５０００ｋｇｆ／ｃｍ２）の範囲に圧力を調節する。プレス圧力が小さすぎると充放電可能な積層構造の均質性が得られにくく、プレス圧力が大きすぎると集電体を含めて電極板自体が破損してしまう場合がある。充放電可能な積層構造は、一回のプレスで所定の厚さにしてもよく、均質性を向上させる目的で数回に分けてプレスしてもよい。
【００７０】
以上のようにして本発明に係る非水電解液二次電池用電極板が得られ、該電極板を用いて非水電解液二次電池を作製することができる。尚、本発明における非水電解液二次電池用電極板は、正極板及び負極板の少なくとも一方が、上記非水電解液二次電池用電極板であればよい
通常、正極板及び負極板を、ポリエチレン製多孔質フィルムのようなセパレータを介して渦巻状に捲回し、外装容器に挿入する。または、所定の形状に切り出した正極板及び負極板をセパレータを介して積層して固定し、外装容器に挿入する。挿入後、正極板に取り付けられたリード線を外装容器に設けた正極端子に接続し、一方、負極板に取り付けられたリード線を外装容器に設けた負極端子に接続し、外装容器に非水電解液を充填し、密封することによって、本発明に係る電極板を備えた非水電解液二次電池が完成する。
【００７１】
リチウム系二次電池を作製する場合には、溶質であるリチウム塩を有機溶媒に溶かした非水電解液が用いられる。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等の無機リチウム塩、または、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＯＳＯ２ＣＦ３、ＬｉＯＳＯ２Ｃ２Ｆ５、ＬｉＯＳＯ２Ｃ３Ｆ７、ＬｉＯＳＯ２Ｃ４Ｆ９、ＬｉＯＳＯ２Ｃ５Ｆ１１、ＬｉＯＳＯ２Ｃ６Ｆ１３、ＬｉＯＳＯ２Ｃ７Ｆ１５等の有機リチウム塩等が用いられる。
【００７２】
リチウム塩を溶解するための有機溶媒としては、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類等を例示できる。より具体的には、環状エステル類としては、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ビニレンカーボネート、２−メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等を例示できる。
【００７３】
鎖状エステル類としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル等を例示できる。
【００７４】
環状エーテル類としては、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフラン、ジアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、アルキル−１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキソラン等を例示できる。
【００７５】
鎖状エーテル類としては、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル等を例示することができる。
【実施例】
【００７６】
（実施例１）
正極用活物質としてＬｉＣｏＯ２粉末を９０重量部、導電助剤としてアセチレンブラックを５重量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を５重量部を、溶媒であるＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中で分散して電極活物質層材料を調製した。また、導電剤として人造黒鉛を９５重量部、結着剤としてＰＶＤＦを５重量部を、溶媒であるＮＭＰ中で分散して、導電層材料を調製した。
厚さ１５μｍのアルミ箔上に、電極活物質層材料、導電層材料、電極活物質層材料の順に塗布、乾燥を繰り返して３層の充放電可能な積層構造を形成し、正極板を得た。第１の電極活物質層の塗膜重量は約９０ｇ／ｍ２、導電層の塗膜重量は約１０ｇ／ｍ２、第２の電極活物質層の塗膜重量は約９０ｇ／ｍ２であり、活物質の総重量は約１６２ｇ／ｍ２であった。
上記３層の充放電可能な積層構造を有する正極板を、該積層構造が３．５ｇ／ｃｃとなるようにロールプレス機で圧延した後、５ｃｍ×５ｃｍ角に切り出し、切り出した電極板の積層構造の断面である４辺をカーボン系導電性ペーストで被覆した。
このようにして得た正極板の充放電特性を評価したところ、０．２Ｃ放電と２Ｃ放電での放電容量比は９８％だった。
【００７７】
（実施例２）
実施例１と同様にして、正極用の電極活物質層材料及び導電層材料を調製した。
厚さ１５μｍのアルミ箔に電極活物質層材料を１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさで塗布し、乾燥工程を経て第１の電極活物質層を得た。乾燥後の塗膜重量は約９０ｇ／ｍ２であった。第１の電極活物質層の上に、導電層材料を１１ｃｍ×１１ｃｍの大きさで、第１の電極活物質層を覆うように塗布、乾燥して塗膜重量が約５ｇ／ｍ２の導電層を形成し、更に、該導電層の上に、電極活物質層材料を１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさで第１の電極活物質層と同じ位置に塗布、乾燥して第２の電極活物質層を得た。第２の電極活物質層の塗膜重量は、約９０ｇ／ｍ２であった。活物質の総重量は約１６２ｇ／ｍ２であった。
さらに、上記３層の充放電可能な積層構造を有する正極板を、該積層構造が３．５ｇ／ｃｃとなるようにロールプレス機で圧延した。
このようにして得た正極板の充放電特性を評価したところ、０．２Ｃ放電と２Ｃ放電での放電容量比は９８％であった。
【００７８】
（比較例１）
実施例１と同様にして、正極用の電極活物質層材料を調製した。
厚さ１５μｍのアルミ箔上に、電極活物質層材料を塗布、乾燥して、単層の電極活物質層を得た。塗膜重量は約１８０ｇ／ｍ２であり、活物質の重量は約１６２ｇ／ｍ２であった。
上記単層の充放電可能な積層構造を有する正極板を、該積層構造が３．５ｇ／ｃｃとなるようにロールプレス機で圧延した後、５ｃｍ×５ｃｍ角に切り出した。
切り出した電極板の充放電特性を評価したところ、０．２Ｃ放電と２Ｃ放電での放電容量比は９５％だった。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る電極板の充放電可能な積層構造の一例を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明に係る電極板の充放電可能な積層構造の形成工程の一部を模式的に示した説明図である。
【図３】本発明に係る電極板の充放電可能な積層構造の一例を模式的に示した断面図である。
【図４Ａ】本発明に係る電極板の充放電可能な積層構造の一例を模式的に示した断面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る電極板の充放電可能な積層構造の一例を模式的に示した断面図である。
【図４Ｃ】本発明に係る電極板の充放電可能な積層構造の一例を模式的に示した断面図である。
【図５】本発明に係る電極板の充放電可能な積層構造の一例を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…非水電解液二次電池用電極板
２…集電体
３…電極活物質層
３ａ…第１の電極活物質層
３ｂ…第２の電極活物質層
４…導電層
４ａ…第１の導電層
４ｂ…第２の導電層
５…導通路
【図１】
2006286427.tif 000003
【図２】
2006286427.tif 000004
【図３】
2006286427.tif 000005
【図４Ａ】
2006286427.tif 000006
【図４Ｂ】
2006286427.tif 000007
【図４Ｃ】
2006286427.tif 000008
【図５】
2006286427.tif 000009